No.15 SiC MOSFETs,SiC MOSFET,器件模型,基于MATLAB/simulink,与simulink自带的IGBT/ MOSFETs模型具有同样的接口,可以适配逆变器/电机控制等系统级控制仿真。 相比simulink自带模型,该模型具有实际(非理想)的器件特性,包括导通电压,开关特性,且能够计算导通损耗和开关损耗。
最近在搞电机驱动仿真的时候被Simulink自带的IGBT模型坑惨了——这货的开关特性太理想化了,实测波形和仿真结果差得离谱。直到发现有个叫SiC MOSFET的第三方模型包,突然打开了新世界的大门。
这模型最骚的操作是完美兼容Simulink原生接口。比如咱们原先用的IGBT模块长这样:
g = IGBT('Inputs', {'g'}, 'Outputs', {'c', 'e'});换装SiC MOSFET只需要改个名字:
sic = SiC_MOSFET('Inputs', {'g'}, 'Outputs', {'d', 's'});但内核完全不是一回事!自带的MOSFET参数设置界面只能填个Ron、Lon,而新模型的参数表里连米勒电容的温度特性曲线都能塞进去。实测开关波形中的拖尾电流明显多了个"小肚子",这细节对计算开关损耗太关键了。
说到损耗计算,模型内置的损耗统计模块简直是白嫖党的福音。之前要自己搭损耗计算公式,现在直接调用:
[E_sw, E_cond] = sic.getLosses('TimeSpan', T);返回的开关损耗和导通损耗直接带温度补偿系数。记得第一次跑完仿真看到损耗分布热图时,老张一拍大腿:"这就对了!之前算的效率虚高了2%!"
不过有个坑得注意:模型默认参数是针对某大厂1200V器件的,要是手头用的国产SiC,得去.m脚本里改这几个关键参数:
% 修改寄生电感参数 sic.Ls = 5e-9; % 原厂7nH sic.Coss = 150e-12; % 输出电容 % 调整跨导曲线 sic.gm = @(vgs) 0.8*(vgs-2.5).^2;改完记得用验证脚本跑个双脉冲测试,波形对不上八成是跨导曲线没设准。
最近拿这个模型做三电平逆变器仿真,发现个有趣现象:当开关频率超过50kHz时,死区时间引起的谐波失真比硅基器件还严重。模型里的非线性结电容特性完美复现了这个现象,这在系统级仿真里简直就是开挂啊!
最后扔个干货——如何在系统仿真里调用这个模型:
- 把原来的IGBT模块直接替换成SiC_MOSFET类
- 在初始化脚本里加载器件参数库
- 把仿真步长压缩到10ns级(别心疼算力)
- 损耗统计模块接个示波器就能看实时效率
这么一套下来,仿真报告里的效率曲线终于能和实验数据对上了。现在唯一担心的是,用了这模型之后,手头那台服役十年的工作站还能不能撑得住...